A Case Study on Influence of Utilizing Hill-type Muscles on Mechanical Efficiency of Biped Running Gait

The presence of compliant elements in biped running mechanisms generates a smoother motion and decreases impact forces. Biological creatures that have a complicated actuation system with parallel and series elastic elements in their muscles demonstrate very efficient and robust bipedal gaits. The main difficulty of implementing these systems is duplicating their complicated dynamics and control. This paper studies the effects of an actuation system, including Hill-type muscles on the running efficiency of a kneed biped robot model with point feet. In this research, we implement arbitrary trajectories compatible with the initial condition of the robot, and we calculate the necessary muscle forces using an analytical inverse dynamics model. To verify the results, we execute the direct dynamics of the robot with the calculated control inputs to generate the robot’s trajectory. Finally, we calculate the contractile element force of the muscles and its cost of transport, and we investigate the effects of the muscles’ elements on reducing or increasing the cost of transport of the gait and maximum actuating forces.Наявність податливих елементів у механізмах виконання двоногої ходи породжує плавність руху і зменшує сили удару. Біологічні істоти, які мають складну систему спрацьовування з паралельними і серіями еластичних елементів в м'язах, демонструють дуже ефективну і надійну двоногу ходу. Основними труднощами реалізації цих систем є дублювання їх складної динаміки і контролю. Вивчаються наслідки спрацьовування системи, в тому числі м'язів типу Хілла на ефективність роботи коліна у моделі двоногої ходи. У цьому дослідженні введено довільні траєкторії, сумісні з початковим станом робота, і розраховано необхідні сили м'язів за допомогою аналітичної зворотної моделі динаміки. Для перевірки результатів виконано пряму динаміку робота з обчисленням імпульсів управління для генерації траєкторії робота. Розраховано скорочувальну силу елемента м'язів і вартість його передачі для робота, і досліджено вплив елементів м'язів на зменшення або збільшення витрат на ходу і максимальні виконавчі сили

A Theoretical and Experimental Investigation on Free Vibration Vehavior of a Cantilever Beam with a Breathing Crack

In this paper the free nonlinear vibration behavior of a cracked cantilever beam is investigated both theoretically and experimentally. For simplicity, the dynamic behavior of a cracked beam vibrating at its first mode is simulated using a simple single degree of freedom lumped parameter system. The time varying stiffness is modeled using a harmonic function. The governing equation of motion is solved by a perturbation method – the method of Multiple Scales

The hormone-bound vitamin D receptor enhances the FBW7-dependent turnover of NF-κB subunits

Signaling by hormonal vitamin D, 1,25-dihydroxyvitamin D (1,25D) has attracted increasing interest because of its non-classical actions, particularly its putative anticancer properties and its role in controlling immune system function. Notably, the hormone-bound vitamin D receptor (VDR) suppresses signaling by pro-inflammatory NF-κB transcription factors, although the underlying mechanisms have remained elusive. Recently, the VDR was shown to enhance the turnover of the oncogenic transcription factor cMYC mediated by the E3 ligase and tumor suppressor FBW7. As FBW7 also controls the turnover of the p100 (NF-κB2) subunit of the family, we determined whether the 1,25D enhanced FBW7-dependent turnover of NF-κB subunits p100, p105 (NF-κB1) and p65 (RELA). Protein levels of all three subunits declined markedly in the presence of 1,25D in multiple cell lines in the absence of substantial changes in mRNA expression. The VDR coimmunoprecipitated with all three subunits, and 1,25D treatment accelerated subunit turnover in cycloheximide-treated cells. Importantly, we observed an association of FBW7 with p105 and p65, as well as p100, and knockdown of FBW7 eliminated 1,25D-dependent subunit turnover. Moreover, expression of NF-κB target genes was elevated in FBW7-depleted cells. These results reveal that 1,25D signaling suppresses NF-κB function by enhancing FBW7-dependent subunit turnover